[發明專利]一種采集人工林單木參數信息的便攜式攝影測量地基設備

在審

• 申請號: 201910564204.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110345922A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 張曉麗;鄭宇風;郭正齊;瞿帥;朱若檸
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種采集人工林單木參數信息的便攜式攝影測量地基設備，特別是一種基于近景攝影測量技術的林業調查便攜式設備，適用于人工林森林模型獲取和森林資源調查，屬于計算機視覺在林業應用技術領域。關鍵技術要點包括：1.使用針對于林業調查方法的硬件模塊設備設計；2.使用針對于該設備的對于林業調查的數據采集方法；解決的關鍵性問題包括：1.通過針對性硬件設計提高人工林近景攝影數據質量以及數據采集效率2.優化使用近景攝影測量設備對于人工林數據采集方法，提升數據采集效率以及質量；該發明適用于林下植被較少的人工林環境，是首次使用針對于人工林調查的近景攝影測量設備設計，成果可為人工林資源快速精準調查工作提供基礎性數據依據。

一、技術領域

本發明涉及一種采集人工林單木參數信息的便攜式攝影測量地基設備，特別是一種基于近景攝影測量技術的林業調查便攜式設備，適用于人工林森林模型獲取和森林資源調查，屬于計算機視覺在林業應用技術領域。

二、技術背景

森林資源調查目的在于及時掌握森林資源的情況，為制定和調整林業政策及森林經營計劃而服務。在傳統的森林調查方法中，主要是依靠人工每木檢尺，但該傳統方法存在明顯的缺點和不足：

(1)人工視角有限，對于枝葉茂盛的高大林木，難以準確觀察到樹冠上部至頂端的情況；

(2)人工觀察難以準確得到林木輪廓邊界，目視測量精度低，人為誤差大；

(3)人工觀察工作量大、所需時間長、效率低下，在大范圍人工林調查中存在很大局限性。

如今通過近景攝影測量方法可以提高林業調查的效率，但是由于在林木調查的數據采集過程中，林下光線環境復雜，地形多變，且普通近景攝影設備具有定位精度不高，設備電池續航較短以及近景像片數據采集中相機姿態不穩，每兩幅像對的重疊度無法固定等較多問題。所以需要針對林業調查應用設計出一款便攜式單木參數信息攝影測量地基設備，幫助調查人員提升整體調查精度及效率。

三、發明內容

為了解決傳統人工林森林資源人工量測時存在的低精度和低效率的問題，本發明的目的是設計一種便攜式單木參數信息攝影測量地基設備。主要通過針對于林業調查場景的硬件模塊及外觀設計和軟件模塊設計，提升森林資源人工量測效率和精度。

本發明的設計方案分為硬件模塊及外觀設計和軟件模塊設計。

在硬件模塊及外觀設計上：根據功能要求，在選擇適合的高性價比、高性能相機和定位系統的基礎上，減小設備體積以及重量，并且在外形上添加便于數據采集員方便操作的設計，實現快速高效的人工林立木參數信息的提取工作。首先實現在樹林中的精準定位，利用雙鏡頭對一定范圍的森林場景進行近景攝影測量。

硬件設備部件構成如圖1所示。其核心部件由雙定焦鏡頭相機、雙頻定位定制芯片、處理芯片、屏幕、高容量電池以及高容量儲存設備等。其性能指標為：

a.定位模塊指標：帶有外接信號加強天線的雙頻定位系統；

b.相機模塊指標：帶有雙定焦以及高感光度鏡頭的相機系統；

c.軟件模塊指標：提供整個設備硬件所有模塊的管理支持；

d.電源模塊指標：至少大于8000毫安時的可拆卸電池；

e.數據儲存模塊指標：至少大于64GB儲存空間硬盤；

f.處理芯片指標：可支持設備管理軟件正常運作；

g.屏幕指標：支持文本格式顯示功能；

h.外接數據存儲模塊：外接USB數據傳輸線以及128G以上外接備用儲存優盤。

對于設備外形設計采用輕型材料外框，加裝利于握持的手把以及利于攝影穩定的獨腳架。優化外形細節以便提升林業調查工作的效率以及圖像獲取質量。如圖2所示為原型設備外觀示意圖。